В сотрудничестве с Индийской организацией космических исследований (ISRO) группа ученых из Индийского института науки (IISc) разработала устойчивый метод изготовления кирпичей из марсианского грунта с использованием бактерий и мочевины. Эти "космические кирпичи" могут быть использованы для строительства на Марсе структур, похожих на здания, которые могут способствовать заселению Марса людьми.
Метод изготовления этих космических кирпичей описан в исследовании, опубликованном в журнале PLOS ONE. Сначала создается суспензия путем смешивания марсианской почвы с гуаровой камедью, бактерией Sporosarcina pasteurii, мочевиной и хлоридом никеля (NiCl2). Эту суспензию можно заливать в формы любой желаемой формы, и в течение нескольких дней бактерии превращают мочевину в кристаллы карбоната кальция. Эти кристаллы вместе с биополимерами, выделяемыми микробами, действуют как цемент, удерживающий частицы почвы вместе.
Преимуществом этого метода является уменьшение пористости кирпичей, что было проблемой при использовании других методов, применяемых для уплотнения марсианского грунта в кирпичи. "Бактерии проникают глубоко в поровые пространства, используя свои собственные белки для связывания частиц вместе, уменьшая пористость и создавая более прочные кирпичи", - говорит Алоке Кумар, доцент кафедры машиностроения IISc, один из авторов статьи.
Ранее исследовательская группа уже работала над изготовлением кирпичей из лунного грунта, используя аналогичный метод. Однако предыдущий метод позволял получать только цилиндрические кирпичи, в то время как нынешний метод литья в шлам позволяет получать кирпичи сложной формы. Метод шликерного литья был разработан с помощью Кушика Вишванатана, доцента кафедры машиностроения IISc, чья лаборатория работает над передовыми производственными процессами. Кроме того, распространение метода на марсианскую почву оказалось непростой задачей. "Марсианская почва содержит много железа, которое вызывает токсичность для организмов. Вначале наши бактерии вообще не росли. Добавление хлорида никеля стало ключевым шагом к тому, чтобы сделать почву благоприятной для бактерий", - объясняет Кумар.
Группа планирует изучить влияние атмосферы Марса и низкой гравитации на прочность космических кирпичей. Марсианская атмосфера в 100 раз тоньше земной и содержит более 95% углекислого газа, что может существенно повлиять на рост бактерий. Исследователи сконструировали устройство под названием MARS (Martian AtmospheRe Simulator), которое состоит из камеры, воспроизводящей в лаборатории атмосферные условия, существующие на Марсе.
Команда также разработала устройство "лаборатория-на-чипе", которое предназначено для измерения активности бактерий в условиях микрогравитации. "Устройство разрабатывается с учетом нашего намерения проводить эксперименты в условиях микрогравитации в ближайшем будущем", - объясняет Рашми Дикшит, научный сотрудник DBT-BioCARe в IISc и первый автор исследования, который ранее также работал над лунными кирпичами. С помощью ISRO команда планирует отправить такие устройства в космос, чтобы изучить влияние низкой гравитации на рост бактерий.
"Я очень рад, что многие исследователи по всему миру думают о колонизации других планет", - говорит Кумар. "Возможно, это не произойдет быстро, но люди активно работают над этим".....
